JPH03504789A - Edtv記録装置 - Google Patents

Edtv記録装置

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JPH03504789A
JPH03504789A JP1505915A JP50591589A JPH03504789A JP H03504789 A JPH03504789 A JP H03504789A JP 1505915 A JP1505915 A JP 1505915A JP 50591589 A JP50591589 A JP 50591589A JP H03504789 A JPH03504789 A JP H03504789A
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ウオルタ,ジエームズ モーガン
ジヨナラガツダ,クリシユナマーシー
フローリー,ロバート アール
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は高精細度テレビジョン(EDTV)システムに関するものである。
発明の背景 EDTVシステムはテレビジョン信号を送受信して、例えば通常のNTSCシス テムで得られるものよりも高品質の再生画像を消費者に提供するシステムである 。さらに、EDTVシステムが通常の放送チャンネルを用い、かつ、現在使用さ れているテレビジョン受像機とコンパチブル(両立性)である、即ち、現在のテ レビジョン受像がEDTV信号を通常のNTSCと実質的に同じ画質で再生でき ることが非常に望ましい。
r IEEE Transactions on Consumer Elec tronics J 1988年2月号(Vol、34、No、 1)には、こ のようなシステムが記載されている。その第1のものは、111〜120頁にあ るrADTVシステムにおけるデコーディングの問題(Decoding l5 sues In The  ADTV System ) J という表題のイ ズナーディ(rsnardi)氏以外による論文中に記載されている。第2のシ ステムは、121〜127頁にある安本氏外による「完全にNTSCとコンパチ ブルな広アスペクト比テレビジョンシステム(A Wide AspectRa tion Te1evision System With Full  NT  S CCom −patibility) Jなる論文に記載されている。両 方のシステム共に、画像をワイドスクリーン・フォーマットで作り、画像の中央 及び側部を別々に処理する。両方のシステム共、NTSCにコンパチブルな、中 央画像部分からの情報を含んだ比較的広帯域の信号を生成する。さらに、両シス テム共、より好ましい画像を作るための補助情報を含む比較的狭帯域の信号を生 成する。イズナーデイ氏外のシステムにおいて生成される狭帯域信号(V−Tヘ ルパ信号)は各画像フレーム毎にフィールド差信号を含んでいる。この信号はE DTV受像機において、運動アーティファクトの少ない順次走査信号を生成する ために用いられる。安本氏外のシステムにおいて生成される狭帯域信号(多重信 号)は各画像の側部用の複合ビデオ情報を含んでいる。
イズナーディ氏外及び安本氏外の両システム共広帯域信号はNTSC信号として 送信する。狭帯域信号は広帯域信号の画像搬送波を直角変調して送信されるので 、画像情報の全てが単一チャンネルで送信されることになる。
例えば、現在の放送スタジオでは、ビデオ信号はカメラで生成され、NTSCフ ォーマットに符号化される。
正規には、これらの信号は、一つの広帯域導体を通して、処理装置、切換装置、 特殊効果装置等に結合され、ついで送信機に結合される。信号の完全性を保持さ せるために、スタジオ装置の多くは、15 MHzより広い信号処理能力を持っ ている。しかし、実用的には、複合信号帯域幅はビデオテープレコーダ(VTR )の処理可能帯域幅によって制限されてしまう。VTRの信号処理帯域幅は約8 )JHzである。
スタジオ装置は、HDTVシステムで生成される低い帯域幅の信号を処理するた めの備えを持っていない。このような信号はスタジオを迂回して、広帯域のコン パチブルNTSC信号と平衡に送信機に搬送されねばならない。送信機において 、2つの信号は組合わされて放送される。一般に、広帯域成分と狭帯域成分を別 々に有する形式のEDTV信号を処理するためのスタジオには、これら2つの信 号に対して装置が2つ必要となる。これは放送者にとって装置のコストが2倍に なるだけでなく、2つの信号間の適切な関係を維持するために同期及びタイミン グについての重大な問題を生じさせる。
この発明は、EDTV施設における装置を2つ用いねばならないという問題及び 同期化の問題を排除するものである。
例えば、イズナーディ氏外によるシステムでは、高周波数のビデオ情報は複合ビ デオ信号の4.2 MHzスペクトル帯域内に実効的に折込まれている。その意 味で、スタジオ装置の広い帯域幅のチャンネル(15MHz )は充分有効に利 用されていない。さらに、スタジオ装置の大部分は、処理されている信号の構成 に対し何らの影響をも及ぼさない。
スタジオ装置のこれらの特性を考慮して、発明者達は、制限を与えるスタジオ構 成成分の帯域幅(VTRの6 MHzの帯域幅)がスタジオを通して伝送するた めに低い帯域幅の信号を高い帯域幅の複合信号と周波数マルチブレクスするに充 分であることに気がついた。
発明の概要 この発明は、通常のテレビジョン方式の1つに従って画像を再生するに充分な情 報を含んだ広帯域のビデオ信号を発生し、さらに、この広帯域信号と適切に組合 わされるとより高品質の画像を生成する情報を含んだ別の信号を発生するエンコ ーダを含んだビデオ信号処理システムを備えている。エンコーダにある装置が、 記録装置等の種々の処理素子間の局部的な伝送のために狭帯域信号と広帯域信号 を周波数マルチブレクスする。
図面の簡単な説明 第1図は、この発明の説明に供するEDTV信号の周波数スペクトルを示す概略 図である。
第2図は、この発明を実施したHDTVシステムのブロック図である。
第3図は、ビデオ信号の数フィールドの部分を示す図である。
第4図は、ある1つのHDTVシステムにおける狭帯域信号成分を発生する部分 のブロック図である。
詳細な説明 次の発明の説明は、イズナーデイ氏外によるHDTVシステムを用いて行うが、 この発明はイズナーデイ氏外による信号フォーマットに限定されるものではない ことを理解すべきである。
第1図を参照すると、スペクトル図Aは、イズナーディ氏外によるEDTVシス テム(以下、IEDTV)によって生成される広帯域NTSCコンパチブル信号 のスペクトル成分を示す。この信号は0〜4.2MHzの周波数成分を有するル ミナンス成分S1と、約2〜4.2MHzの周波数成分を有する周波数間挿(イ ンタリーブ)されたクロミナンス成分S、と、約2〜4.2MHzの周波数成分 を有する周波数間挿された高精細度(Extended Dfinit −on )成分S、とから成っている。ルミナンス成分とクロミナンス成分は画像の中央 部分に関する情報を含み、また、側部パネルに関係した圧縮された情報を含んで いる。
ルミナンス成分とクロミナンス成分は通常の態様で合成されている。信号成分S sは2つの下位成分(サブ成分)を含んでいる。第1の下位成分は、例えば、4 .2NH4以上の高周波数ルミナンス情報を含み、この情報は、0〜1.2MH zの周波数帯域に周波数シフトされる。第2の下位成分は、NTSCフォーマッ トでコード化され、0〜]、IMHz帯域に周波数シフトされた側部ノくネル高 周波数情報を含んでいる。これら2つの下位成分は振幅圧縮され、3.1MHz の交番副搬送波を直角変調するようにされている。この副搬送波は、交番フィー ルドで位相が反転するインタレース周波数である。直角変調された交番副搬送波 は、成分SIとS、に−次的に加算されNTSCコンパチブル広帯域複合ビデオ 信号を形成する。
スペクトル図BはI EDTVシステムのV−Tヘルツ(信号または高精細度信 号の周波数成分を示す。この信号は750 KHzに制限された帯域幅を持つ。
この信号の生成については、後で第4図を参照して説明する。
前述したように広帯域信号と高精細度信号を単一のチャンネルで搬送するために 、高詳細度信号は別の搬送波を変調し、広帯域信号に加えることにより周波数シ フトされて、第1図のスペクトル図に示されている周波数マルチブレクス信号を 形成する。
第2図を参照すると、局部テレビジョン信号取扱いシステムが示されてる。この システムは、例えば、放送スタジオ全体、あるいは、単に、ビデオテープレコー ダのみを含む。前者の場合は素子20は、例えば、種々のビデオ信号源を選択す るためのビデオ切換器、ビデオレコーダ、画像をフェードしたり静止させ、ある いは、画像モンタージュの作成、画像アクションのスピードの変更等を行うため の特殊効果装置などを含む。また、後者の場合は、素子20は、例えばrcJW VTRのような1つのビデオレコーダを含むものとすることができる。
高品質ビデオ信号は、画像源10から原色RGB成分の形で供給される。画像源 10は、例えば、1フレ一ム期間に1050本のビデオ信号の線を発生する順次 走査ビデオカメラである。RGB成分は、広帯域NTSCコンパチブル信号S  weと高精細度信号SN、とを生成するEDTVエンコーダ12に供給される。
高精細度信号S、は、この信号を広帯域信号S。によって占められているスペク トル帯域より高いスペクトル帯域に周波数シフトする平衡変調器16に供給され る。変調された高精細度信号と広帯域信号は、それぞれ、周波数マルチブレクス された信号SNを発生する加算回路18に供給される。IEDTVシステム用の 信号8.4のスペクトル内容は第1図のスペクトル図Cに対応する。
好ましくは、変調器16は抑圧搬送波を発生して、高精細度信号が存在しない時 に広帯域信号に何らの負担もかからないようにされる。さらに、搬送波の周波数 は、合成された広帯域信号と高精細度信号との間のビート周波数発生の可能性を 減じるために、広帯域信号の線周波数の2分の1の偶数倍にロックされることが 好ましい。第2図の装置において、搬送波はEDTVエンコーダ12からの水平 線周波数の信号f、をアクセスして、これを位相ロックループ(PLL)14に 供給することによって生成される。位相ロックループ14は、変調器16の搬送 波信号入力端子に供給されるN fs / 2の搬送波信号を発生する。
素子20に対する帯域幅の制限は、名目上は、それに含まれているビデオレコー ダの帯域幅によって決まる。複合信号ビデオレコーダの帯域幅は約6.1MHz である。IEDTVヘルパ信号の帯域幅は0.75MHzである。従って、両側 波帯変調の場合、IEDTVシステムの変調されたヘルパ信号即ち高精細度信号 に対する搬送波周波数は、6.1 MHz −0,75MHz 、即ち、約5. 35MHzである。これは、約682 f s / 2に変換される。682f 、/2を用いると、第1図のスペクトル図Cに示すように、変調された高精細度 と広帯域の混合が実質的に生じない。図示のように、両側波帯信号ではなく、単 側波帯変調信号を用いることによって、より大きな信号分離を与えることができ る。
この例の場合、変調器16に与えられる搬送波周波数は約6 MHz  (76 4f H/ 2 )に増加する。単側波帯信号を生成するためには、変調器の出 力は、変調器16によって生成される信号の下側波帯に中心を置く通過帯を有す る単側波帯フィルタ17(点線で示す)を通して供給される。
用いられるEDTVエンコーダによっては、広帯域複合信号S weは帯域幅制 限を受けないこともある。例えば、クロミナンス成分は、5.1 MHz  ( 3,58+1.5 MHz )まで延びる周波数成分を有する広帯域I色差信号 成分を含む場合もある。この例の場合、広帯域信号は、スペクトル中に変調高精 細度信号のためのスペースを与えるために帯域幅制限されねばならない。これは 、例えば、4.2MHzのカットオフ周波数を有する低域通過フィルタ(L、P 。
F、)15をエンコーダ12の広帯域出力端子と加算回路18との間に挿入する ことによって行うことができる。
複合信号S、は、例えば、6.1MHzの信号帯域幅を持つビデオレコーダと考 えることのできる素子20の複合信号入力端子に供給される。素子20は信号S 、と同じフォーマットの処理済の(例え゛ば、時間シフトされた)複合信号S′ 、を生成する。信号S、 /1が標準の放送チャンネルで送信されるものである 場合には、この信号S′。
の帯域幅が標準のビデオ信号の帯域幅を超えているので、この信号を分解して再 フォ−マツト化しなければならない。
素子20からの信号S/1は、広帯域信号S’vsを変調された狭帯域信号から 分離し、また、狭帯域信号S’ssをベースバンドまで周波数シフトする(例え ば、同期復調によって)フィルタ/復調器22に供給される。分離された信号S ’wmとS’NBとは画像搬送波をこれら2つの信号で直角変調する変調回路2 4に供給される。変調された画像搬送波は放送アンテナ26あるいはEDTV受 像機27のRF大入力供給される。
IEDTVシステムのV−Tヘルパ信号の生成について第3図と第4図を参照し て説明する。第3図における点は、順次走査された画像の4フイールドの部分か らのビデオ信号の線を表す。点列の各々はビデオ信号のフィールド/フレームの 一部を表す。広帯域ルミナンス信号成分とクロミナンス成分を発生する際、順次 走査信号は、信号の一本おきの線を選び、間の線を破棄することによって、飛越 走査信号に変換される。信号の選択された線を四角でかこんで示す。選択された 線は、31.78μ秒の順次走査線期間から63.56μ秒の飛越走査線期間に 時間伸張される。
V−Tヘルパ信号は破棄された線にある情報を含んでおり、次のようにして生成 される。各破棄された線Xに対するヘルパ信号は、時間的に隣接する線からの信 号を平均(例えば、(A+B)/2)L、その平均値を線Xヲ表ス信号から差引 くことによって生成される。即ち、線Xについての信号V −T ハ、X−(A 十B)/2に等しい。通常は、時間的に隣接する線の間には、相当な冗長度(リ ダンダンシ)があるから、V−Tヘルパ信号は、比較的小さなエネルギと、比較 的低い周波数の成分を含んでいる。TEDTV受像機では、飛越信号は表示のた め順次走査信号に変換される。前に破棄された線がV−Tヘルパ信号の助けによ って構成される。線Xを再構成するために、受像機は、広帯域信号からの線Aと Bの平均(A+B)/2を作り、これら平均値をV−Tヘルバ(X−(A+B) /2)に加算する。この和は線Xを表す信号に相当する。
第4図いて、画像源IOからの順次走査高品質あRGB信号は、順次走査された ルミナンス信号及び2つの色差信号YS I及びQを生成するマトリクス回路5 0に供給される。ルミナンス信号は、各々ルミナンス信号を525順次走査線期 間遅延させるカスケード接続された遅延素子56と58に供給される。1本おき の線期間中、遅延素子56により供給されるルミナンス信号は選択された線に対 応して、広帯域信号が生成される。この選択された線の期間中、書込みアドレス 制御信号W3の制御の下に、順次走査信号サンプル周波数でメモリ70に書込ま れる。その後、メモリ70に供給された信号は、各選択信号を63.56μ秒に 伸張するために2分の1の周波数で読出される。
広帯域ルミナンス信号のメモリからの読出しは読出しアドレス信号R1によって 制御される。
中間の線の期間中、破棄された線に対応する信号が遅延素子56によって供給さ れる。遅延素子56によって破棄された線(X)が供給されるのと同時に、遅延 素子58の出力ボートと遅延素子56の入力ポートにそれぞれ、時間的に隣接し た線(・A、B)が現れる。時間的に隣接した線の信号(A、B)は、これらの 信号の和を生成して、その和を2分の1 (÷2)回路62に供給する加算器6 4に供給される。2分の1回路62からの出力信号は、時間的に隣接する信号の 平均に相当し、減算器60に供給される。
遅延素子56により供給される信号が減算器60の第2の入力ポートに供給され る。減算器60は時間圧縮されたV−Tヘルパ信号を生成する。上記の中間の線 の期間中、圧縮されたV−Tヘルバ(高精細度)信号は、書込みアドレス信号W 、lに応答して、順次走査サンプル周波数でメモリ72に書込まれる。その後、 メモリ72中のサンプルは読出しアドレス信号R□に応答して、2分の1の周波 数で読出されて、高精細度信号の線が飛越走査線期間を包含するように伸張され る。
マトリクス50からのI及びQ成分のサンプルが遅延素子56からのルミナンス ・サンプルと時間的に整列するように、遅延素子52と54に供給される。■及 びQサンプルの選択された線が、書込みアドレス信号W8に応答してメモリ66 と68にそれぞれ書込まれ、また、読出しアドレス信号R5に応答して時間伸張 フォーマットで読出される。
メモリ70.66.68からの信号の選択されたルミナンス線YとI、Q線はエ ンコーダ回路76に供給され、エンコーダ回路76は、第1図のスペクトル図A に示されてしする広帯域信号を発生する。
書込みアドレス信号W8とW。及び読出しアドレス信号R,、R,は、通常の方 法で、メモリ制御回路74によって生成される。
別の実施例においては、遅延素子52.54.56及び58は1線期間遅延素子 で実現できる。この場合、高詳細度信号は、垂直時間情報ではなく垂直情報を含 む。線Xに対する高精細度信号は、アルゴリズム(X−(C+D)/2に従って 生成される。この形式の高精細度信号(;対し、コンパチブル受像機は、垂直方 向に隣接する線の平均(C+D)/2を高精細度信号と組合わせて、破棄された 線Xを表す信号を生成するように構成される。
上述した装置は例示的なものである。上述の情報もって、ビデオ信号処理システ ムの当業者は、この発明の精神から逸脱することな(、種々の変形を作ることが 可能てあらう。例えば、′M2図に示される回路をカムコーダに組込むことがで きる。
In+2  []  ・ 困 ・ 補正書の翻訳文提出書 (特許法第184条の7第1項) 平成2年12月6 日

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ビデオ信号の信号源と、 この信号源に結合されており、上記ビデオ信号に応答して、ルミナンス情報とク ロミナンス情報を表す広帯域ビデオ信号を発生し、空間及び時間次元の一方にお いて分離されている水平ビデオ信号線の間の差を表す狭帯域ビデオ信号を発生す る高精細度テレビジョン信号エンコーダと、 を含み、特徴として、 上記狭帯域信号(SMB)を周波数シフトさせて、上記広帯域信号(SWB)に よって占められる周波数帯域より高い周波数帯域を占める変調された信号を生成 する変調器手段(16)と、 この変調器手段と上記エンコーダ(12)とに結合されており、上記広帯域信号 と周波数シフトされた狭帯域信号とを組合わせて、合成信号(SM)を生成する 合成手段(18)と、 この合成手段(18)に結合されており、上記合成信号を記録するための複合ビ デオ信号記録手段(20)を含む手段と、 を含む、高精細度ビデオ信号を記録するための装置。
  2. (2)上記変調手段が、 搬送波信号を供給する手段(14)と、上記狭帯域信号に応答して、上記搬送波 信号を変調する抑圧搬送波変調手段(16)と、 を含むことを特徴とする、請求項(1)に記載の装置。
  3. (3)上記変調器手段が、さらに、上記抑圧搬送波変調手段に結合されており、 上記変調された信号の単側波帯を通過させるフィルタ手段(17)を含むことを 特徴とする、請求項(2)に記載の装置。
  4. (4)上記広帯域信号が線周波数fHで生じる水平線セグメントとして表され、 上記変調器手段が、上記線周波数fHの整数倍の周波数を有し、この線周波数f Hに位相ロックされた搬送波信号を供給する手段(14)と、 上記狭帯域信号に応答して、上記搬送波信号を変調する変調手段(16)と、 を含んでいることを特徴とする、請求項(1)に記載の装置。
  5. (5)さらに、 上記複合ビデオ信号記録手段(20)に結合されており、上記合成信号(S′M )を、上記広帯域ビデオ信号(S′WB)を表す第1の信号と、上記狭帯域信号 を表す第2の信号(S′ND)とに分離する手段(22)と、RF画像搬送波を 上記第1と第2の信号で変調する別の変調器手段(24)と、 を含むことを特徴とする、請求項(1)に記載の装置。
  6. (6)画像情報の水平線のフィールド/フレームの形にフォーマットされたビデ オ信号の信号源と、この信号源に結合されており、上記ビデオ信号に応答して、 広帯域ルミナンス信号と別のルミナンス信号とを発生するエンコーダ手段であっ て、上記広帯域ルミナンス信号が通常の放送標準とコンパチブルなベースバンド 信号であり、上記別のルミナンス信号がビデオ信号の空間的または時間的に隣接 する水平線間の信号差を表すものである、エンコーダ手段とを含み、特徴として 、上記広帯域ルミナンス信号と別のルミナンス信号とを分離可能に合成して合成 信号を形成する合成手段(16、18)と、 上記合成信号を記録するビデオ信号レコーダ(20)と、を含む、ビデオ信号処 理システム。
  7. (7)上記合成手段が、 上記別のルミナンス信号に応答して、この別のルミナンス信号を、上記広帯域ル ミナンス信号が占める周波数の帯域を実質的に除くスペクトル帯域に周波数シフ トさせる手段(16)と、 上記広帯域ルミナンス信号と周波数シフトされた別のルミナンス信号とを直線的 に合成する信号加算手段(18)と、 を含むことを特徴とする、請求項(6)に記載のビデオ信号処理システム。
  8. (8)上記別のルミナンス信号を周波数シフトさせるための上記手段が、 搬送波信号を発生する手段(14)と、上記搬送波信号と上記別の信号とに応答 して、変調された両側波帯抑圧搬送波信号を発生する平衡変調器(16)と、 この平衡変調器に結合されており、上記変調された両側波帯抑圧搬送波信号の単 側波帯を通過させるフィルタ手段(17)と、 を含むことを特徴とする、請求項(7)に記載のビデオ信号処理システム。 棺号
  9. (9)さらに、上記広帯域ルミナンス信号を上記信号加算手段(18)に結合す る低域通過フィルタ手段(15)を有することを特徴とする、請求項(7)に記 載のビデオ信号処理システム。
  10. (10)水平画像のフレーム/フィールドの形にフォーマットされた広帯域複合 ビデオ信号と、時間的または空間的に隣接する画像線からの信号の間の差を表す 差信号とを含む高精細度テレビジョン信号の信号源を含み、特徴として、 上記水平画像線が生じる周波数に同期した搬送波信号の信号源(14)と、 上記差信号に応答して、上記搬送波を変調して周波数シフトされた差信号を生成 する抑圧搬送波変調器手段(16)と、 この変調器と上記高精細度テレビジョン信号の信号源とに結合されており、上記 広帯域複合信号と上記周波数シフトされた差信号とを合成して、合成信号を生成 する信号加算手段(18)と、 上記合成信号を記録する手段(20)と、を有するビデオ信号処理システム。
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